Figure

Objet

Conception, mise en oeuvre et implantation sur site d'un système informatique de navigation en temps réel et de génération de représentations tridimensionnelles dans des données 3D. Navigation assistée par ordinateur dans les représentations virtuelles d'organes obtenues à partir de données scanner.

Description

Réalisation d'un système informatique d'analyse et de traitement des données scanner avec inclusion d'un opérateur humain dans la boucle de traitement. Partant d'images 3D (ensemble de voxels), obtenues à partir de CT-scanners de type hélicoïdal, d'unités d'IRM ou d'échographes 3D, il conduit à la génération assistée par ordinateur, à partir des choix du praticien, d'une forme volumique réaliste (à l'échelle réelle), en assurant quatre fonctions de base :

- La navigation et la standardisation des données : en utilisant une interface homme-machine adaptative, l'opérateur peut naviguer dans le volume de voxels en visualisant en temps réel les projections sur le plan sagittal, coronal et axial. De plus, il peut définir une coupe par un plan incliné quelconque et visualiser en temps réel la projection des données sur ce plan. Les images subissent les transformations géométriques nécessaires pour aboutir à une situation où toutes les images ont une seule et même origine. Il est indispensable de revenir à une situation d'identité entre les échelles des coupes afin d'obtenir une représentation géométriquement isomorphe. Par ailleurs un module de fenêtrage permet de modifier l'échelle de représentation des niveaux de gris.

- La détection assistée par ordinateur des zones d'intérêt : le système informatique fournit au praticien un outil convivial, qui lui permet de décrire les zones qui lui semblent pertinentes, tout en minimisant les interactions. Un algorithme de segmentation par détection de régions en utilisant une méthode de détection de contours actifs a été implanté afin de délimiter dynamiquement les zones d'intérêt de chaque examen.

- La reconstruction à métrique réelle : plusieurs algorithmes de détection de contours ont été mis au point. Il assure la segmentation nécessaire des images de départ (plusieurs dizaines de millions d'octets) afin de traiter les zones d'intérêt dans des conditions de rapidité acceptables. Par ailleurs, il est indispensable de préserver toutes les informations des images originales, les lésions correspondant très souvent à des informations qui seront filtrées par la plupart des opérateurs classiques de traitement d'images. Le système développé fournit des mesures en mm ou en grammes des formes reconstruites et des régions d'intérêt (pouvant présenter des malformations).

- La visualisation réaliste : ce module assure une visualisation et un positionnement réaliste des zones étudiées, en profitant des techniques récentes utilisées dans les processeurs graphiques des ordinateurs d'aujourd'hui. Le nombre très important de données restant nous a conduits à l'utilisation des techniques de parallélisation graphique des affichages. En effet, pour certains organes, la reconstruction peut conduire à la manipulation de près d'un million de facettes.

Le système de traitement et de génération de représentations tient compte du caractère réel des formes générées : la notion de pixel est importante d'un point de vue ``visuel'', mais le dimensionnement réel des volumes matériels représentés a constitué un point clé de ce projet.

Résultats et perspectives

Le système informatique est développé en langage C++, en ayant comme souci majeur la notion de modularité ; la partie graphique proprement dite est indépendante de l'interface ``homme - machine'' ainsi que de l'interface calcul. Cette conception nous permet d'implanter le système dans des ordinateurs de nature très différente, sous des systèmes d'exploitation et de sous - systèmes graphiques en évolution très rapide (Unix, Windows NT, X11, Motif, OpenGL, ActiveX, etc.).

Ce travail de recherche constitue le point central de deux collaborations : avec le centre d'imagerie médicale de la FMP (en nous centrant sur les aspects cliniques) et avec le Laboratoire de Recherche en Informatique de l'UPS pour les aspects parallélisation.

Gpe Interaction et Multi-Modalités		Dpt CHM		Sommaire		Présentation